我的编译器是否忽略了我未使用的静态thread_local类成员

Did my compiler ignore my unused static thread_local class member?

本文关键字：thread 静态 local 成员 未使用 是否 编译器 我的      更新时间：2023-10-16

我想在我的类中进行一些线程注册，所以我决定添加对thread_local功能的检查：

#include <iostream>
#include <thread>
class Foo {
public:
Foo() {
std::cout << "Foo()" << std::endl;
}
~Foo() {
std::cout << "~Foo()" << std::endl;
}
};
class Bar {
public:
Bar() {
std::cout << "Bar()" << std::endl;
//foo;
}
~Bar() {
std::cout << "~Bar()" << std::endl;
}
private:
static thread_local Foo foo;
};
thread_local Foo Bar::foo;
void worker() {
{
std::cout << "enter block" << std::endl;
Bar bar1;
Bar bar2;
std::cout << "exit block" << std::endl;
}
}
int main() {
std::thread t1(worker);
std::thread t2(worker);
t1.join();
t2.join();
std::cout << "thread died" << std::endl;
}

代码很简单。我的Bar类有一个静态thread_local成员foo。如果创建了静态thread_localFoo foo，则表示创建了线程。

但是，当我运行代码时，Foo()中没有打印任何内容，如果我删除Bar的构造函数(使用foo(中的注释，代码就可以正常工作。

我在GCC(7.4.0(和Clang(6.0.0(上尝试过，结果是一样的。我猜编译器发现foo是未使用的，并且不会生成实例。所以

  1. 编译器是否忽略了static thread_local成员？我该怎么办为此进行调试
  2. 如果是，为什么一个普通的static成员没有这个问题

您的观察没有问题。[basic.stc.static]/2禁止消除具有静态存储持续时间的变量：

如果具有静态存储持续时间的变量具有初始化或具有副作用的析构函数，即使它似乎未使用，除了类对象或其复制/移动可能按照[class.copy]的规定删除。

此限制不适用于其他存储持续时间。事实上，〔basic.stc.thread〕/2说：

具有线程存储持续时间的变量应在其第一次odr使用，如果构造，则应在线程退出。

这表明，除非使用odr，否则不需要构造具有线程存储持续时间的变量。

但为什么会出现这种差异？

对于静态存储持续时间，每个程序只有一个变量实例。其构造的副作用可能是显著的(有点像程序范围的构造函数(，因此需要副作用。

然而，对于线程本地存储持续时间，存在一个问题：一个算法可能会启动很多线程。对于这些线程中的大多数，变量是完全不相关的。如果一个调用std::reduce(std::execution::par_unseq, first, last)的外部物理模拟库最终创建了大量foo实例，那将是非常有趣的，对吧？

当然，构建未使用odr的线程本地存储持续时间变量(例如，线程跟踪器(的副作用可能是合法的。然而，保证这一点的优势不足以弥补上述缺点，因此只要不使用这些变量，就可以消除这些变量。(不过，你的编译器可以选择不这样做。你也可以在std::thread周围制作自己的包装器来处理这个问题。(

我在"线程本地存储的ELF处理"中找到了这些信息，它可以证明@L.F.的答案

此外，运行时支持应避免创建线程本地存储(如果不需要(。例如，已加载模块可能只由组成过程分配所有线程的存储。需要一种懒惰的方法。这不多由于需要处理动态加载的对象已经需要识别尚未识别的存储已分配。这是停止所有线程和为所有线程分配存储空间，然后再让它们再次运行。

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